псевдоуридина

В псевдоуридина это нуклеозид, который является строительным блоком РНК. Таким образом, он в первую очередь является компонентом транспортной РНК (тРНК) и участвует в трансляции.

Что такое псевдоуридин?

Псевдоуридин является основным веществом тРНК и состоит из двух компонентов: азотистого основания урацила и сахара β-D-рибофуранозы. Биология также называет это Пси-уридин и сокращает его греческой буквой пси (Ψ) из.

Псевдоуридин является изомером нуклеозида уридина: он имеет ту же молекулярную массу, что и уридин, и состоит из тех же строительных блоков. Единственное различие между псевдоуридином и уридином заключается в их различной трехмерной структуре. Пространственная разница между двумя нуклеозидами - это урацил. В случае уридина центральное кольцо, которое образует урацил, состоит всего из четырех атомов углерода, одного соединения NH и одного атома азота.

Однако в случае псевдоуридина центральная основная структура состоит из кольца из четырех отдельных атомов углерода и двух соединений NH. Поэтому биология также называет псевдоуридин естественно модифицированным нуклеозидом. Он был впервые обнаружен в 1950-х годах и с тех пор был идентифицирован как самый распространенный модифицированный нуклеозид.

Функция, эффект и задачи

Как азотистое основание РНК, псевдоуридин является компонентом транспортной РНК (тРНК). ТРНК появляется в виде коротких цепочек и функционирует как инструмент трансляции. Биология описывает перевод как процесс, в котором информация в генах переводится в белки.

У людей генетическая информация в основном хранится в форме ДНК. ДНК человека находится в ядре каждой клетки и не покидает его. Только когда клетка делится и ядро ​​клетки растворяется, ДНК перемещается в остальной части тела клетки. Чтобы клетка могла получить доступ к информации, хранящейся в ДНК, она копирует ее. Эта копия - информационная РНК, или для краткости мРНК. Одноименное различие между ДНК и РНК - это кислород, который присоединяется к рибозе. После того, как мРНК мигрировала из ядра клетки, может начаться трансляция.

Два конца тРНК могут связываться с разными молекулами. Один конец тРНК сконструирован таким образом, что он точно соответствует триплету мРНК, то есть группе из трех последовательных оснований. Подходящая аминокислота присоединяется к противоположному концу тРНК. Всего двадцать аминокислот, встречающихся в природе, образуют строительные блоки для всех существующих белков. Триплет однозначно кодирует конкретную аминокислоту. Рибосома соединяет аминокислоты на одном конце тРНК, образуя длинную цепь. Эта белковая цепь складывается из-за своих физических свойств и, таким образом, приобретает характерную пространственную структуру.

И гормоны, и нейротрансмиттеры, а также строительные блоки для клеток и внеклеточных структур состоят из этих цепочек. Когда рибосома связывает две соседние аминокислоты, тРНК снова высвобождается и может принимать новую аминокислоту и транспортировать ее к мРНК. Псевдоуридин появляется в боковой петле тРНК. Без псевдоуридина тРНК не функционировала бы, и организм не мог бы выполнять основные микропроцессы.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Молекулярная формула псевдоуридина - C9H12N2O6. Псевдоуридин состоит из сахарной рибозы и азотистого основания урацила. Урацил заменяет тимин в рибонуклеиновой кислоте (РНК), который содержится только в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Три других основания нуклеиновых кислот человека - это аденин, гуанин и цитозин; они встречаются как в ДНК, так и в РНК.

Сахарная рибоза имеет базовую структуру, состоящую из пяти атомов углерода. Вот почему биология также называет это пентозой. Рибоза не только играет роль компонента хромосом; он также присутствует, например, в источнике энергии АТФ и действует как вторичный посредник в некоторых нейрональных и гормональных процессах. Организм человека использует фермент псевдоуридинсинтаза для синтеза псевдоуридина. При некоторых заболеваниях этот процесс может нарушаться. В результате возникают заболевания, которые обычно поражают несколько систем органов.

Заболевания и расстройства

В митохондриях псевдоуридин также находится в тРНК. Митохондрии - это органеллы, которые действуют как крошечные электростанции в клетках. Они имеют свой собственный генетический состав и передаются от матери своим детям через яйцеклетку.

При миопатии с лактоацидозом и сидеробластной анемией наблюдается нарушение псевдоруридинсинтазы. Это заболевание мышц, которое сопровождается анемией. Предположительно мутация препятствует правильному образованию псевдоуридинсинтазы. В результате организм может производить дефектную тРНК, которая отличается от здоровой тРНК. При этой форме метаболической миопатии аномальная тРНК вызывает непереносимость движений у детей и анемию в подростковом возрасте. Однако это случается очень редко. Псевдоуридин также может быть задействован при заболеваниях глаз, почек и других систем органов.

Например, недавние исследования показывают, что концентрация псевдоуридина подходит в качестве маркера функции почек. До сих пор врачи в основном использовали уровень креатина в качестве маркера. Однако недостатком этого метода является то, что уровень креатина очень подвержен ошибкам: он также зависит, например, от количества мышечной массы. Псевдоуридин и С-маннозил-триптофан не подвержены этому влиянию и поэтому могут заменить креатин в качестве маркера функции почек в будущем (Sekula et al., 2015).